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物料干燥系统热湿传递及其交叉作用的热力学分析

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物料干燥系统热湿传递及其交叉作用的热力学分析

作者：龚秀娟兰州理工大学

学位级别：硕士

干燥是指物料中的水分受热后以水蒸汽的形式溢出,随后被流经的干燥空气所携带而离开物料系统,从而起到了降低物料系统水分的目的。物料受热时的传热过程,以及水蒸汽离开物料系统时的传质过程构成了干燥过程中两个基本的热力学过程。通... 详细信息

干燥是指物料中的水分受热后以水蒸汽的形式溢出,随后被流经的干燥空气所携带而离开物料系统,从而起到了降低物料系统水分的目的。物料受热时的传热过程,以及水蒸汽离开物料系统时的传质过程构成了干燥过程中两个基本的热力学过程。通过研究干燥过程中传热过程与传质过程的基本规律及其动力学特征,进而揭示干燥过程中传热过程与传质过程相互作用机制,即热湿交叉过程中蕴含的热力学机制,构成了本论文的基本研究内容。首先以干燥过程中的热量守恒定律与质量守恒定律为基础,分析了干燥过程中热量与湿分的传递规律,并以此为依据分析对比了不同类型干燥设备效率的高低。基于守恒定律进行干燥过程的分析时,研究对象的选取方式,要根据分析的侧重点的不同而不同。以控制质量的干燥系统为研究对象时,是以干燥设备几何尺寸的设计和干燥工艺条件选定为目的,而以控制容积的干燥系统为研究对象时,是为了便于对干燥过程进行实时的观测,并能够根据变量变化情况及时调整干燥的工艺条件。其次,对干燥过程传热传湿过程进行了动力学分析。通过对干物料中湿分的性质进行研究,揭示了不同干燥阶段热量传递与湿分传递的动力学特点。研究表明,由于干燥的本质是湿分的相变蒸发,因此,湿空气的受热相变过程中,温度随熵的变化规律,可以反映物料干燥时传热传湿过程的热动力学特征。最后通过研究物料干燥系统的热湿交叉作用,揭示了物料干燥时热湿交叉作用所蕴含的两种热力机制。当传热过程与传湿过程均为自发过程时,热湿交叉满足场协同机制,这时传热过程与传湿过程相互增强,即传热过程的增强可以导致传湿过程的增强。当传热过程为自发过程,传湿过程为非自发过程时,热湿交叉满足热力学耦合机制,传热过程的减弱可以强化传湿过程,即传湿过程的增强是以传热过程的减弱为前提。依据这两种热力学机制,可以在不同的干燥阶段通过控制传热过程达到最佳的传湿效果。

关键词：干燥过程热力学分析传热传质交叉效应热力学耦合

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牡蛎多糖制备工艺及安全性毒理学评价研究

牡蛎多糖制备工艺及安全性毒理学评价研究

作者：郑亚旭大连海洋大学

学位级别：硕士

牡蛎多糖是牡蛎中重要的活性物质之一,在食品、保健食品及药品等方面具有广泛用途。但牡蛎多糖生产过程中,还有很多的工艺步骤需要完善。同时,牡蛎多糖还需要进行安全性毒理学评价。本文对牡蛎多糖制备过程中的两个步骤即酶解工艺和干... 详细信息

牡蛎多糖是牡蛎中重要的活性物质之一,在食品、保健食品及药品等方面具有广泛用途。但牡蛎多糖生产过程中,还有很多的工艺步骤需要完善。同时,牡蛎多糖还需要进行安全性毒理学评价。本文对牡蛎多糖制备过程中的两个步骤即酶解工艺和干燥过程进行了研究,以期完善牡蛎多糖的制备工艺,提高牡蛎多糖提取率。同时,对牡蛎多糖急性毒性试验及三项遗传试验进行了研究,以期获得牡蛎多糖安全性毒理学评价结果,为牡蛎多糖的应用开发提供重要的基础数据。具体研究结果如下:1.通过单因素及正交试验对牡蛎粗提取液胰蛋白酶酶解进行研究,获得了胰蛋白酶酶解牡蛎的最佳工艺条件为酶解温度41℃、酶解时间2 h、加酶量0.6%、牡蛎多糖得率为15.75%。2.采用旋转蒸发干燥、喷雾干燥及冷冻干燥3种不同干燥方法处理牡蛎多糖溶液,分别得到旋转蒸发干燥的牡蛎多糖(REDCGPS)、喷雾干燥的牡蛎多糖(SDCGPS)和真空冷冻干燥的牡蛎多糖(FDCGPS)。这3种牡蛎多糖中,SDCGPS所含有的还原糖最多。同时,三种牡蛎多糖中SDCGPS清除DPPH自由基、ABTS+自由基、羟基自由基(OH·)以及还原能力都最大。3种干燥方法获得的牡蛎多糖红外光谱都表现出典型的糖的红外光谱。电镜观察发现SDCGPS呈独立的棱角圆滑的形态,较小、较均匀且无团聚现象,REDCGPS呈棱角尖锐的较大不规则片状,FDCGPS呈较大的多面体形态,且棱角尖锐。由HPLC结果可知,REDCGPS及FDCGPS分子量较大,而SDCGPS分子量较小。这些结果表明,喷雾干燥过程中造成了牡蛎多糖的糖苷键的断裂,牡蛎多糖分子量由较大变成较小,并且抗氧化活性也增加了。3.按照“GB 15193.3-2014食品安全国家标准急性经口毒性试验”,以ICR小鼠为研究系统,对受试物牡蛎多糖急性口毒性进行评价。结果显示该受试物对ICR种雌、雄小鼠的急性经口毒性耐受剂量大于20 g/kg BW,其经口半数致死剂量(LD50)大于20 g/kg BW。Ames试验结果显示牡蛎多糖无致突变效应;小鼠骨髓红细胞微核试验结果显示牡蛎多糖无致小鼠骨髓细胞微核效应;体外哺乳动物细胞染色体畸变试验结果未见牡蛎多糖对中国仓鼠肺细胞(CHL)存在明显的致细胞染色体畸变效应。上述这些结果,为牡蛎多糖生产和应用提供了重要的基础数据。

关键词：牡蛎多糖酶解工艺干燥过程毒性

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阳光味是怎么来的?

普洱 2022年第5期 108-109页

作者：空空欧巴非(图) 不详

晒干OR烘干,温度的差别是关键说到茶叶的干燥,是为了让茶叶的品质固化,并且延长保存时限,所有品类的茶叶都需进行干燥,让茶叶中的水分降低至一定的限度,避免茶叶发霉变质。但是以何种方式使茶叶含水量大幅降低,则会产生完全不同的结果... 详细信息

晒干OR烘干,温度的差别是关键说到茶叶的干燥,是为了让茶叶的品质固化,并且延长保存时限,所有品类的茶叶都需进行干燥,让茶叶中的水分降低至一定的限度,避免茶叶发霉变质。但是以何种方式使茶叶含水量大幅降低,则会产生完全不同的结果。手工制作的绿茶往往是在锅内炒至干燥,而红茶则将干燥过程作为一个重要高温增香过程进行。

关键词：增香手工制作茶叶红茶绿茶干燥过程含水量

甘草内生真菌的产地多样性、发酵产物及在甘草干燥过程的变化研究

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甘草内生真菌的产地多样性、发酵产物及在甘草干燥过程的变化研究

作者：张雪北京中医药大学

学位级别：硕士

内生真菌长期以来以寄生或共生等方式与宿主植物共存,特别是内生于某些药用植物中的真菌,在与宿主植物协同进化的过程中,参与到药用植物的新陈代谢或某类活性化合物的合成过程,而能产生相同或相似的化合物,是获得新天然产物的重要来源... 详细信息

内生真菌长期以来以寄生或共生等方式与宿主植物共存,特别是内生于某些药用植物中的真菌,在与宿主植物协同进化的过程中,参与到药用植物的新陈代谢或某类活性化合物的合成过程,而能产生相同或相似的化合物,是获得新天然产物的重要来源。从甘草中筛选产甘草酸等有效成分的内生真菌然后利用发酵培养来生产甘草有效成分有可能是一种全新选择。首先,以选择合适培养条件、优化表面灭菌条件、选择最佳甘草材料三方面入手,为更好地分离甘草根中的内生真菌提供依据并奠定基础。其次,研究不同产地甘草内生真菌多样性,构建甘草的专属内生真菌菌种库。从不同产地收集甘草样品,分离纯化后获得大量内生真菌,并经形态和ITS序列鉴定种类,研究不同产区甘草的内生真菌多样性。再次,采用HPLC初筛、UPLC-MS复检的方法检测已得到的甘草内生真菌发酵产物中的成分,准确筛选产生甘草有效成分菌株,目标成分主要有甘草酸、甘草苷、异甘草苷、甘草素、异甘草素等。最后,选取甘草干燥过程中不同的时间点,检测甘草根中内生真菌种类和数量,研究其变化规律。本研究的主要结果如下:(1)甘草内生真菌培养可用PDA、PDB培养基,并加入青链霉素混合液来避免细菌污染,添加浓度在50μg/m-100μg/mL之间,可消除细菌且不影响真菌生长。最佳表面灭菌条件为:在75%乙醇中浸泡2min,无菌水冲洗1min;5%次氯酸钠溶液浸泡5min,再用无菌水冲洗1min;用75%乙醇漂洗30 S,无菌水冲洗1min,最后,用无菌滤纸吸干表面水分。要想获得尽量多的内生真菌,应当选择三年生的栽培甘草试验材料。(2)从甘肃、宁夏、内蒙、新疆、北京5个地区的129株甘草样品中共取得706个组织块,分离得到438株内生真菌;经形态鉴定、显微观察及真菌得ITS鉴定,归为5目8属26种,分别有:曲霉属Aspergillus、青霉属Penicillium、镰孢霉属 Fusrium、链格孢属 Altermaria、新赤壳属 Neocosmospora、Uncultured Glomerales、Naganishiaalbida 及 Uncultured fungus 未知菌等;其中鉴定到种的有10种,其中8种为首次在甘草中分离并确认到种;Bionectriaceae、Neocosmospora、Glomerales、Naganishia albida首次在中国地区的甘草中被分离出来。镰孢属、曲霉属、青霉属为甘草中的优势菌。不同产地甘草内生真菌的分离率存在差异:宁夏(85.5%)>甘肃(63.2%)>新疆(62.8%)>内蒙(55.5%)>北京(37.4%),道地产区大于非道地产区。不同产区甘草的内生真菌的类群、分布有所不同:其中镰孢属、曲霉属、青霉属、链格孢属为优势属。甘肃、新疆、内蒙甘草内生真菌中以镰孢属和曲霉属为优势类群;宁夏甘草以镰孢属为优势菌;北京地区甘草的内生真菌优势菌为镰孢属真菌。镰孢属真菌为不同产区共同的优势菌。不同产地甘草内生真菌的多样性也各不相同:多样性指数甘肃(4.81)>新疆(2.40)>宁夏(2.19)>内蒙(2.10)>北京(1.70),道地产区大于非道地产区。(3)获得的甘草内生真菌发酵后,经HPLC初筛UPLC-MS复检得到一株产甘草酸的内生真菌LB-1,LB-1为镰孢属真菌。(4)甘草根干燥过程中,甘草中的内生真菌种类和数量先较快增长,之后趋于稳定,略有增加。

关键词：甘草内生真菌产地多样性发酵产物干燥过程

GA优化T-S模糊神经网络的干燥窑温湿度控制器设计

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实验室研究与探索 2015年第11期34卷 54-59页

作者：姜滨孙丽萍曹军季仲致东北林业大学机电工程学院黑龙江哈尔滨150040

为了准确控制木材干燥过程的温度和湿度,提高木材干燥质量,结合模糊控制、神经网络和遗传算法的优点,设计了一种遗传算法(GA)优化的T-S模糊神经网络温湿度控制器。该控制器利用模糊算法解除木材干燥窑内温度和湿度间的强耦合关系,采用... 详细信息

为了准确控制木材干燥过程的温度和湿度,提高木材干燥质量,结合模糊控制、神经网络和遗传算法的优点,设计了一种遗传算法(GA)优化的T-S模糊神经网络温湿度控制器。该控制器利用模糊算法解除木材干燥窑内温度和湿度间的强耦合关系,采用神经网络的自学习和自适应能力实现整个非线性过程的模糊逻辑推理,并通过遗传算法对神经网络的参数进行优化与训练,提高系统的自学习和自适应能力。仿真实验结果表明,在木材干燥过程的温湿度控制上,GA优化的T-S型模糊神经网络控制器具有良好的控制效果,控制器响应速度快、超调小并且具有一定的鲁棒性。

关键词：干燥过程遗传算法 T-S模型模糊神经网络控制器干燥窑

基于电阻抗的苹果干燥过程解析及其传质传热模拟

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基于电阻抗的苹果干燥过程解析及其传质传热模拟

作者：靳莉珍西北农林科技大学

学位级别：硕士

苹果片是在保持苹果原有品质基础上加工而成的一种休闲食品,其中干燥是苹果片生产的关键工序。但是苹果片干燥过程中主要依靠经验判断干燥终点,干燥物与高温空气接触时间过长,易导致品质下降。因此,实时监测干燥过程,精确判断干燥终点,... 详细信息

苹果片是在保持苹果原有品质基础上加工而成的一种休闲食品,其中干燥是苹果片生产的关键工序。但是苹果片干燥过程中主要依靠经验判断干燥终点,干燥物与高温空气接触时间过长,易导致品质下降。因此,实时监测干燥过程,精确判断干燥终点,对提高干燥产品品质、降低能耗有重要意义。论文基于电阻抗图谱法（Electrical Impedance Spectroscopy, EIS）和有限元法等研究手段,实时检测和分析苹果热风干燥过程,研究电阻抗和含水率的变化关系,苹果组织细胞结构和水分的变化,并对干燥过程苹果内部的温度和水分分布进行了模拟和验证。全文的主要研究内容和结果如下：1)测量不同热风干燥条件下苹果试样含水率和电阻抗,对测得的含水率和电阻抗进行相关性分析。结果表明：湿基含水率和归一化阻抗线性负相关,故可以利用电阻抗代替含水率来在线监测苹果片干燥过程,为苹果干燥过程含水率在线监测提供一种新方法。2)基于电阻抗对干燥过程进行动力学分析,归一化阻抗和含水率的变化规律均符合薄层干燥Logarithmic模型,利用阿伦尼乌斯公式求出不同风速下苹果干燥活化能为32.447和23.212kJ/mol。进一步分析发现,归一化阻抗变化率呈现两段性,故利用连续一级反应方程对归一化阻抗的变化过程进行拟合,结果显示二者拟合效果很好。基于连续一级反应方程拟合速率求出的活化能为24.044 kJ/mol和23.186 kJ/mol。第一段拟合所得速率值远小于第二段拟合所得速率值,对第二段干燥过程要重点控制。3)根据细胞等效电路模型,利用电阻抗图谱法研究干燥过程中苹果组织细胞内水分变化。结果表明：温度和失水共同作用导致细胞结构破坏,干基含水率为1.0左右时,细胞结构被完全破坏。4)基于费克第二扩散定律和傅立叶定律,建立苹果片热风干燥传质传热模型,利用有限元法对模型进行求解并验证。结果表明,温度和含水率测量值与模拟值变化趋势一致,均方根误差分别为6.453%和1.400%。有限元法为优化苹果片干燥加工工艺提供了一种新方法。

关键词：苹果电阻抗干燥过程动力学模型传质传热模拟

炉排-循环床复合垃圾焚烧炉中垃圾模拟干燥实验

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清华大学学报（自然科学版） 2008年第5期48卷 824-827页

作者：李清海张衍国党文达蒙爱红陈昌和清华大学热科学与动力工程教育部重点实验室北京100084

利用马弗炉加热和热重分析方法,模拟垃圾在固定炉排干燥床上的干燥过程,研究了垃圾种类、加热温度等对干燥过程的影响。通过动力学分析,得到了干燥过程活化能、指前因子等动力学参数。垃圾干燥难易程度因温度不同而有所不同,各种垃圾干... 详细信息

利用马弗炉加热和热重分析方法,模拟垃圾在固定炉排干燥床上的干燥过程,研究了垃圾种类、加热温度等对干燥过程的影响。通过动力学分析,得到了干燥过程活化能、指前因子等动力学参数。垃圾干燥难易程度因温度不同而有所不同,各种垃圾干燥的活化能差异较大,桔皮、煤、塑料、木屑等的活化能较小,而纸屑、布屑活化能较大,较难干燥。失水率曲线和活化能方法获得的垃圾干燥难易程度略有差异,垃圾的实际干燥过程同时受垃圾种类、干燥温度等内在和外在多方面的因素影响。

关键词：垃圾焚烧干燥过程动力学分析活化能

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基于超微型贯入试验的黏性土干燥过程中结构强度演化规律研究

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工程地质学报 2014年第5期22卷 818-823页

作者：王德银唐朝生李建施斌南京大学地球科学与工程学院南京210046

研究土体结构强度对了解土体开裂破坏过程和预防相关工程地质问题有重要意义。以南京地区下蜀土为对象,采用超微型贯入试验方法,分析了试样在干燥过程中的结构强度演化特征。结果表明:所采用的超微型贯入试验方法为定量研究土体在干燥... 详细信息

研究土体结构强度对了解土体开裂破坏过程和预防相关工程地质问题有重要意义。以南京地区下蜀土为对象,采用超微型贯入试验方法,分析了试样在干燥过程中的结构强度演化特征。结果表明:所采用的超微型贯入试验方法为定量研究土体在干燥过程中结构强度的演化规律提供了可行的途径,该方法具有操作简单、精度高和含水率适应范围大等优点;在干燥过程中,当试样处于高含水率阶段时(w≥24.27%),剖面上的结构强度基本保持一致,空间差异性较小;在低含水率阶段(w干燥过程中随平均含水率的减小呈指数递增趋势,这主要是由于土体水分蒸发导致吸力增加,土颗粒之间的作用力增强。此外,由于土体发生收缩变形,土体孔隙比减小,土颗粒间联接点增加,也会对结构强度产生贡献。

关键词：贯入试验结构强度蒸发含水率干燥过程

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对流干燥过程理论分析:水分活度

材料导报 2012年第14期26卷 95-100页

作者：刘显茜蒋超侯宏英陈君若张赛昆明理工大学机电工程学院昆明650093 昆明理工大学材料科学与工程学院昆明650093

在收缩和非收缩条件下,对胡萝卜的对流干燥特征进行了理论分析。结果表明,干燥速率是试样几何形状、尺寸以及热空气温度、风速、相对湿度的函数。整个干燥过程应划分为外部干燥条件控制的第一干燥阶段和物料内部水分扩散控制的第二干燥... 详细信息

在收缩和非收缩条件下,对胡萝卜的对流干燥特征进行了理论分析。结果表明,干燥速率是试样几何形状、尺寸以及热空气温度、风速、相对湿度的函数。整个干燥过程应划分为外部干燥条件控制的第一干燥阶段和物料内部水分扩散控制的第二干燥阶段。而基于经典干燥理论的恒速干燥阶段和降速干燥阶段的划分,只是特定形状和材质的物料在一定干燥条件下才出现的干燥现象。物料外层单元水分活度可以作为判别物料干燥过程是处于第一干燥阶段还是第二干燥阶段的判断依据,是表征物料干燥特性的特征参数。

关键词：胡萝卜对流干燥干燥过程水分活度